“新型電力系統(tǒng)意味著新結構、新運行機制和新業(yè)態(tài)。”近日，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院常務副院長魯宗相在成都接受采訪時表示，構建新型電力系統(tǒng)是應對極端天氣的有效途徑。
據(jù)了解，新型電力系統(tǒng)是以電源清潔低碳化、電網(wǎng)柔性智能化、負荷彈性多元化、儲能保障經(jīng)濟化為主要特征，源網(wǎng)荷儲多環(huán)節(jié)深度融合互動，在開放共享的電力市場體系下可靠有效運行的電力系統(tǒng)。據(jù)國家能源局組織11家研究機構編制而成的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》，新型電力系統(tǒng)具備可靠高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征。
“相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)*核心的部分是有大量的新能源，風電、光伏等波動性電源接入。新能源將引發(fā)新型電力系統(tǒng)從結構到運營的一系列變化，譬如儲能成為必然環(huán)節(jié)，源網(wǎng)荷儲互動運行，普通居民負荷也將參與電力系統(tǒng)的調(diào)度。”
一、概述（WBBCS4000變壓器性能綜合測試儀易于維護，使用簡單）
變壓器損耗參數(shù)測試儀，是本公司自主研發(fā)的專門用于電力變壓器(三相或單相)出廠、大修以及交接試驗中空載和負載損耗參數(shù)測量的高精度儀器。該儀器設計精巧，性能優(yōu)越，功能強大，內(nèi)部采用國內(nèi)外*新型的單片機測試技術及先進的A/D同步交流采樣和數(shù)字信號處理技術；外部采用大屏幕液晶顯示，中文菜單提示，操作簡單，配備高速熱敏打印機，設計有存儲功能，方便數(shù)據(jù)的存儲和打??；配用數(shù)據(jù)管理軟件，保存的數(shù)據(jù)通過USB或232串口傳送到計算機(上位機)，進行另存、打印、清空等多項操作，或直接通過上位機電腦操作測試，保存的文件格式為Word或Excel文件格式；或?qū)?shù)據(jù)直接存儲到移動U盤中(不需要上位機)。儀器體積小、重量輕，便于攜帶，現(xiàn)場使用極為方便，大大減輕了試驗人員的勞動強度，提高了工作效率。
二、主要功能（WBBCS4000變壓器性能綜合測試儀易于維護，使用簡單）
1．可測量變壓器空載損耗、空載電流、負載損耗、阻抗電壓、電壓有效值、電壓平均值、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等參數(shù)。
2．兼容時下各種干式或油浸配電變壓器的鐵芯型號判斷及容量判斷，且數(shù)據(jù)庫可隨時更新。
3．全部數(shù)據(jù)均在同一周期內(nèi)同步測量，保證測量結果的準確性和合理性。
4．做空負載測試時，在儀器允許的測量范圍內(nèi)可直接測量，超出測量范圍時可外接一次電壓互感器和電流互感器。
5．自動波形畸變校正，測試結果自動折算，無須任何手工計算。
6．內(nèi)置不掉電存儲器，可儲存80次測量結果，可長期保存測量數(shù)據(jù)并可隨時查閱。
7．內(nèi)置微型打印機可打印全部測試結果或存儲記錄。
8．大屏幕液晶顯示，全部漢字菜單及操作提示，直觀方便。
9．不掉電日歷，時鐘功能。
10．串口通信功能，能將測試數(shù)據(jù)通過上位機軟件上傳到電腦中。
11．移動U盤功能，能將保存在儀器里的全部測試數(shù)據(jù)轉存到移動U盤中。
三、主要技術指標（WBBCS4000變壓器性能綜合測試儀易于維護，使用簡單）
1．電壓測量范圍：AC 0～850V
2．電流測量范圍：AC 0～80A
3．頻率測量范圍：35～65Hz
4．功率因素測量范圍：0～1.0
5．測量精度：
電壓、電流、頻率：±0.2%±3字
功率：0.05＜cos￠≤0.1 ±1%±3字 cos￠＞0.1 ±0.5%±3字
6．環(huán)境溫度： -10℃～40℃
7．相對濕度： 當溫度為25℃時，不大于90%(無凝露)
8．工作電源： AC 220V±10% 50Hz±10Hz
9．外形尺寸：ABS箱415×320×168mm；鋁箱380×260×150mm；車載箱450×190×400
10．儀器重量：ABS箱6kg；鋁箱7kg；車載箱10kg (不包括測試線)
四、面板及功能介紹（WBBCS4000變壓器性能綜合測試儀易于維護，使用簡單）
面板布局如圖所示：儀器機型、包裝不同，面板稍有不同。
面板上從右到左，從上到下各部分分別是測試接線端子、接地柱、熱敏打印機、AC 220V電源插座、電源開關、九芯串口座、液晶屏對比度調(diào)節(jié)旋鈕、方口USB座、扁口USB座、鍵盤、液晶屏。
其各功能介紹如下：
1.各接線端子：用于連接測試線(具體接線方式見后面章節(jié)的接線方法)。（IO、EXT預留擴展用）。
2.接地柱：儀器保護接地。
3.熱敏打印機：打印各種測試數(shù)據(jù)。
4.AC 220V電源插座：帶保險絲(1A)電源插座，用于給儀器供電。
5.電源開關：用于打開或關斷儀器電源。
6.九芯串口插座：串口通信接口，用于與上位機進行數(shù)據(jù)通信。
7.液晶屏對比度調(diào)節(jié)旋鈕：旋轉孔內(nèi)一字槽，調(diào)整液晶屏對比度。
8.方口USB插座：USB通信接口，用于與上位機進行數(shù)據(jù)通信。
9.扁口USB插座：U盤接口，用于將測試數(shù)據(jù)轉存到移動U盤中。
10.液晶屏：顯示測試狀態(tài)和測試數(shù)據(jù)。
11.“↑”、“↓”、“←”、“→”鍵：用來選擇測試項，數(shù)字輸入及查看存儲的測試記錄。.
12.“打印”鍵：將剛進行測試項目的測試結果或已保存的測試數(shù)據(jù)打印出來。
13.“保存”鍵：在測量狀態(tài)下存儲當前已鎖定的測試結果及測量前設置的輔助參數(shù)，通過所輸入的設備編號及試驗的日期時間加以區(qū)別，以備查詢，*多可存儲80條記錄。
14.“退出”鍵：在測量狀態(tài)下，用于退出當前操作，回到上級菜單。
15.“確認”鍵：用于確認當前選擇或在測量狀態(tài)下鎖定數(shù)據(jù)。
16.“取消”鍵：用于在測量狀態(tài)下取消數(shù)據(jù)鎖定。
五、變壓器空載損耗測試操作說明（WBBCS4000變壓器性能綜合測試儀易于維護，使用簡單）
空載試驗必須在額定頻率(正弦波形)和額定電壓下進行，使一個繞組達到額定勵磁，其余繞組開路。一般選擇變壓器低壓繞組側為試驗繞組，空載試驗電源質(zhì)量要符合國家標準規(guī)定，*好使用調(diào)壓設備，電壓能以零開始升壓，這樣便于及早發(fā)現(xiàn)問題和降低操作過電壓，所測得的空載試驗數(shù)據(jù)的誤差應符合GB/T6451或有關標準的規(guī)定。（空載損耗允許偏差＋15％，空載電流偏差＋30％）
如果在做大型變壓器試驗時外接了電壓、電流互感器,其精度不能低于0.2級。
在現(xiàn)場不具備測試電源的條件下，若對低壓側額定電壓為10kV的中型變壓器進行三相空載損耗試驗，建議采用中間變壓器﹝如10∕0.4配電變壓器﹞,對中型電力變壓器在現(xiàn)場進行空載試驗,即現(xiàn)由儀器測量出中間變壓器的空載損耗,再測量經(jīng)中間變壓器后對大型變壓器的空載損耗,兩者相減后即可得到大型變壓器的空載損耗值,但需要注意中間變壓器低壓側所需用的電流是否保證變電站的供電可靠,由于空載試驗時波形發(fā)生畸變,所測量的結果存在一定的偏差,對電源容量要求見附錄﹝僅供參考﹞。
（一）開機界面
接好電源線，打開電源，液晶屏顯示界面如下圖所示：
按鍵盤上“↑”、“↓”鍵來選擇項目，當光標停在所要選擇的項目上時，按下鍵盤上的“確認”鍵進入下1級菜單。
（二）三相三線空載損耗測試
將三相電源的“Ua”、“Ub”、“Uc”分別接入儀器的“IA+”、“IB+”、“IC+”接線端子；將儀器的“IA-”、“IB-”、“IC-”及“UA”、“UB”、“UC”分別接到變壓器的低壓側。若變壓器有中性點，將中性點接到儀器的“UO”接線端子，變壓器的高壓側開路。
當測試電壓、電流不超過儀器測試范圍時，接線方法如下圖所示：
當測試電壓、電流超過儀器測試范圍時，需接電壓互感器、電流互感器,接線方法如下圖所示：
在開機主菜單狀態(tài)下，選擇“空載損耗”項目，進入“空載損耗”項目菜單，如下圖所示：
在測試之前，首先要進行相關的參數(shù)設置。在上圖中光標指向“參數(shù)設置”項，此時按鍵盤上的“確認”鍵進入右邊的參數(shù)設置，“↑”、“↓”鍵選擇待修改的項，再按“確認”鍵進入待修改項的輸入項，“←”、“→”鍵選擇輸入位置；“↑”、“↓”鍵改變當前光標所在位置數(shù)值的大小，“↑”鍵數(shù)值增大，“↓”鍵數(shù)值減小。
各參數(shù)說明如下：
1)設備編號：可輸入*多十位數(shù)字或英文字符（如出廠編號），用于標識被測設備。
(2)額定高壓：變壓器加壓側額定電壓，單位：kV
(3)額定容量：變壓器的額定容量，單位：kVA。
(4)額定溫度：用于將與溫度有關的測試參數(shù)從當前油溫校正到額定溫度，單位：℃。
(5)當前油溫：被測變壓器當前油溫，用于將測試結果校正到額定溫度，單位：℃。
(6)電壓變比：外接一次電壓互感器變比，若不接外部電壓互感器，則電壓變比應設為1(初始值)。
(7)電流變比：外接一次電流互感器變比，若不接外部電流互感器，則電流變比應設為1(初始值)。
(8)額定低壓，單位：kV。
上述的參數(shù)應根據(jù)實際情況輸入，否則會得到錯誤的測試結果。當所有的參數(shù)已設置好后，返回到上圖的狀態(tài)，按“↓”鍵選擇“測試項目”，如下圖所示：
按“確認”鍵進入測試項目的選擇，按“↓”鍵選擇“三相三線空載”，按“確認”鍵進入測試界面，如下圖所示：
在此狀態(tài)下，接通三相試驗電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使試驗電壓慢慢升高到額定電壓，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵鎖定當前測試數(shù)據(jù)：
將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源。按“打印”鍵打印當前測試的數(shù)據(jù)；當數(shù)據(jù)鎖定后，按“保存”鍵存儲當前測試數(shù)據(jù)(掉電不丟失)；按“取消”鍵退出鎖定狀態(tài)；按“退出”鍵退出測試返回上1級菜單。(注意：每次測試結束或測試中間換線時，一定要將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源，以防觸電)。
各參數(shù)說明如下：
(1)有效值V：當前條件下的實測ab、bc、ca相的電壓有效值，單位：V。
(2)平均值V：當前條件下的實測ab、bc、ca相的電壓平均值，單位：V。
(3)電流A：當前條件下的實測a相、b相、c相的電流有效值，單位：A。
(4)功率W：當前條件下的實測ab相、bc相、ca相的有功功率，單位：W。
(5)三相：表示三相平均值，功率為三相總和。
(6)頻率：試驗電源頻率，單位：Hz。
(7)相位：電壓和電流的相位差，單位：°（度）。
(8)COSΦ：功率因數(shù)。
(9)空載電流：空載電流百分比。
(10)波形畸變：三相電壓平均值和電壓有效值的誤差百分比。
(11)鐵芯形式：根據(jù)所測得的空載損耗值判斷得到的鐵芯形式。
(12)空載損耗：校正到額定電壓下的空載損耗值(在計算額定電壓空載損耗時，因與選的鋼片材料和磁通密度有關，結果有可能不是很準確，用戶可以根據(jù)實測空載損耗自己手動校正，或者施加額定電壓測量)。
（三）D形分相空載損耗測試
對于加壓側繞組為D、另一側為yn、y或d聯(lián)結的三相變壓器，可以采用單相電源，依次在ab、bc、ca相加壓，非加壓繞組應依次短路,測量變壓器空載電流和空載損耗。
將單相電源的“U”、“O”接入儀器的“IA+”、“IB+”接線端子；將儀器的“IA-”及“UA”接到變壓器的低壓側a端，將“IB-”及“UB”接到變壓器的低壓側b端，bc間短接；變壓器高壓側開路。
當測試電壓、電流不超過儀器測試范圍時，接線方法如下圖所示：
當測試電壓、電流超過儀器測試范圍時，需接電壓互感器、電流互感器,接線方法如下圖所示：
在空載測試主界面下，設置好相關的參數(shù)后，選擇“D形分相空載”，其測試界面如下圖所示：
在此狀態(tài)下，接通試驗電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使試驗電壓慢慢的升高到額定電壓，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵，出現(xiàn)如下圖界面：
在此狀態(tài)下，不要退出測量狀態(tài)，將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零，改接線到 bc相，ca間短接，其接線如下圖所示：
接好線后按“確認”鍵，調(diào)節(jié)調(diào)壓器給bc相加壓，此時測量“BC”相的數(shù)據(jù),如下圖所示：
待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵，bc相測量結束，出現(xiàn)如下圖界面：
在此狀態(tài)下，不要退出測量狀態(tài)，將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零，改接線到ca相，ab間短接，其接線如下圖所示：
接好線后按“確認”鍵，調(diào)節(jié)調(diào)壓器給ca相加壓，此時測量“CA”相的數(shù)據(jù),
待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵，三相測量結束，儀器根據(jù)三相測量數(shù)據(jù)計算出變壓器空載電流和空載損耗。如下圖所示：
將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源。按“打印”鍵打印當前測試的數(shù)據(jù)；當數(shù)據(jù)鎖定后，按“保存”鍵存儲當前測試數(shù)據(jù)(掉電不丟失)；按“取消”鍵退出鎖定狀態(tài)；按“退出”鍵退出測試返回上1級菜單。(注意：每次測試結束或測試中間換線時，一定要將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源，以防觸電)
（四）星形分相空載損耗測試
對于加壓側繞組為Y、Yn另一側為y或d聯(lián)結的三相變壓器，可以采用單相電源，依次在ab、bc、ca相加壓，未加壓相與o相短接，測量變壓器空載電流和空載損耗。
將單相電源的“U”、“O”接入儀器的“IA+”、“IB+”接線端子；將儀器的“IA-”及“UA”接到變壓器的低壓側a端，將“IB-”及“UB”接到變壓器的低壓側b端，co或c相上的其它繞組短接；同時變壓器的高壓側開路。
當測試電壓、電流不超過儀器測試范圍時，接線方法如下圖所示：
當測試電壓、電流超過儀器測試范圍時，需接電壓互感器、電流互感器,接線方法如下圖所示：
在空載損耗主界面下，設置好相關的參數(shù)后，選擇“星形分相空載”，其測試界面如下圖所示：
在此狀態(tài)下，接通試驗電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使試驗電壓慢慢的升高到2/倍額定電壓，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵，出現(xiàn)如下圖界面：
在此狀態(tài)下，不要退出測量狀態(tài)，將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零，改接線到bc相，ao或a相上的其它繞組短接，其接線如下圖所示：
接好線后按“確認”鍵，調(diào)節(jié)調(diào)壓器給bc相加壓，此時測量“BC”相的數(shù)據(jù)，如下圖所示：如下圖所示：
待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵， bc相測量結束，出現(xiàn)如下圖界面： 所示：如下圖所示：
在此狀態(tài)下，不要退出測量狀態(tài)，將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零，改接線到ca相，bo或b相上的其它繞組短接，其接線如下圖所示：
接好線后按“確認”鍵，調(diào)節(jié)調(diào)壓器給ca相加壓，此時測量“CA”相的數(shù)據(jù)， ??短接，其接線如下圖所示：
待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”結束測量，儀器根據(jù)三相測量數(shù)據(jù)計算出變壓器空載電流和空載損耗。如下圖所示： ??短接，其接線如下圖所示：
將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源。按“打印”鍵打印當前測試的數(shù)據(jù)；當數(shù)據(jù)鎖定后，按“保存”鍵存儲當前測試數(shù)據(jù)(掉電不丟失)；按“取消”鍵退出鎖定狀態(tài)；按“退出”鍵退出測試返回上1級菜單。(注意：每次測試結束或測試中間換線時，一定要將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源，以防觸電)。
（五）單相空載損耗測試
將單相電源的“U”、“O”接入儀器的“IA+”、“IB+”接線端子；將儀器的“IA-”及“UA”接到變壓器的低壓側a端，將“IB-”及“UB”接到變壓器的低壓側x端，變壓器的高壓側開路。
當測試電壓、電流不超過儀器測試范圍時，接線方法如下圖所示：
當測試電壓、電流超過儀器測試范圍時，需接電壓互感器、電流互感器,接線方法如下圖所示：
在空載損耗主界面下，設置好相關的參數(shù)后，選擇“單相空載”，其測試界面如下圖所示：
在此狀態(tài)下，接通單相試驗電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使試驗電壓慢慢升高到額定電壓，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵鎖定當前測試數(shù)據(jù)，出現(xiàn)如下圖界面：
將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源。按“打印”鍵打印當前測試的數(shù)據(jù)；當數(shù)據(jù)鎖定后，按“保存”鍵存儲當前測試數(shù)據(jù)(掉電不丟失)；按“取消”鍵退出鎖定狀態(tài)；按“退出”鍵退出測試返回上1級菜單。(注意：每次測試結束或測試中間換線時，一定要將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源，以防觸電)。
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第六次評估綜合報告顯示，當前全球溫度的確在上升，近期溫度變化劇烈。未來持續(xù)的溫室氣體排放將導致全球溫升進一步增加，在納入考慮的情境和模式路徑中，全球溫升的*佳估計值會在2021年至2040年內(nèi)達到1.5℃。全球溫升的增加會導致危害多發(fā)并發(fā)。
在此背景下，未來能源藍圖的核心是大幅削減煤炭、石油、天然氣三類化石能源消費，增加包括核電、風能、太陽能、生物能以及水能在內(nèi)的清潔能源在一次能源消費中的比例。
構建應對極端氣象條件的新型電力系統(tǒng)，魯宗相認為仍需解決三大難題。首先，鑒于風電、光伏的波動性，如何為新型電力系統(tǒng)提供更為精準的氣象預報以保障充足的電源。其次，在新能源發(fā)不了電的情況下，如何保證電力系統(tǒng)電源充足、如何與其他能源系統(tǒng)互動互濟；*后，如何優(yōu)化新型電力系統(tǒng)運行，引導用戶全方位參與資源優(yōu)化配置。
在魯宗相看來，“靠天吃飯”的新能源存在供應不足的隱患。要解決這一問題，電源結構需要多元化、能夠提供多重保障。同時，電網(wǎng)仍需繼續(xù)強化建設，讓西部的風電、光伏發(fā)電和水電高效輸送至其他地區(qū)。
去年，中國局部地區(qū)出現(xiàn)了電力供需矛盾，四川省出現(xiàn)了歷史同期*高溫度、*少降水量、*大電力負荷“三*”疊加的局面，電力保供面臨嚴峻挑戰(zhàn)。面對極端天氣，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院圍繞保電開展了多項研究，現(xiàn)已形成一套以“電力系統(tǒng)靈活性”為中心的新技術體系。通過算例測算，電力系統(tǒng)能夠較好地應對極端天氣、做好保電。
據(jù)魯宗相介紹，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院科研人員復盤模擬了去年四川“三*”疊加下的實際案例。在該案例中，新技術體系對整個停電緩解效果較為明顯。“我們希望這些技術能夠真正解決問題，但只有結合具體場景和問題，通過具體分析才能得到答案。”
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